CN106069226B - 一种茉莉扦插茎自动剪断机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及农业机械领域，具体的说是一种茉莉扦插茎自动剪断机器人，包括机身、行走装置、剪茎装置和摄像头；所述的行走装置位于机身下部，所述的剪茎装置位于机身上端左侧。所述的机身包括顶板、竖直固连在顶板下端面左右两侧的一对侧支板以及分别固连在两个侧支板下端的一对轮架；所述的行走装置包括主动轮、从动轮、履带、减速器和行走电机；所述的剪茎装置包括移动主体、移动电机、移动螺杆、移动带轮、移动皮带、剪茎滑板、定茎机构和剪切机构；所述的顶板下端面前端与剪切机构的旋转盘上均安装有摄像头。本发明能够实现对茉莉扦插枝条的远距离自动剪切，自动化程度高，工作效率高，实用性强。

Description

一种茉莉扦插茎自动剪断机器人

技术领域

本发明涉及农业机械领域，具体的说是一种茉莉扦插茎自动剪断机器人。

背景技术

茉莉花从原产地的印度引进我国亚热带、温带地区种植，已有近两千年历史，其所处的环境条件与原产地有很大的不同，雌蕊、雄蕊退化、发育不完全，导致难以结籽。因此，在我国，没有用籽实来繁殖茉莉花的。但茉莉再生能力强，繁殖上均采用无性繁殖的方法来繁殖，主要方法有扦插繁殖，少部分压条繁殖、分株繁殖等。

其中，扦插技术要点为：

1.插穗选择

插穗质量是保证茉莉扦插生根、提高成活率的关键。一是要选择生长旺盛无病虫害的优良品种母株；二是要枝条的营养基础好，因此插穗要选择粗壮、生命力强的枝条，要求直径在5～8mm的一年生枝，最好是当年顶花开放后的枝条。一年以上的老枝，皮层的木质化程度较高，生根较困难。插穗剪成有3～5个芽约8～12cm长，基端距节以下2cm左右斜剪，顶端在节芽以上平剪。插条顶端留2～3对叶，并缩剪部分小叶，基部叶片则全部剪掉。

2.催根处理

扦插前用ABT生根粉和多菌灵浸蘸插穗基部3～5分钟处理，刺激细胞分裂，促进愈伤组织形成，以及消灭病菌，达到快发根，多发根，提高扦插的成活率。

3.扦插

尽可能做到随剪枝、随处理、随扦插。扦插时千万不要伤及皮部，一般先用小木棒或用手指在插床上插出一个小洞，再将插穗放入洞内。扦插深度为插条长度的1/2至2/3。插后用手将士压实，浇一次透水，使插穗与土壤紧密结合。切记勿将插穗插倒。

4.插后管理

1.架拱棚、盖遮阳网。塑料棚可调节土壤和空气的温度和湿度，遮阳网可防止阳光直射，降低温度。遮阳网的透光率以20％至30％为宜。除在苗床顶上覆盖遮阳网外，还要在苗床的东、西侧挂帘遮光，以减少早晚的阳光照射，除覆盖遮阳网外，还可浇水降温和通风降温。

2.浇水。扦插前期，插穗尚未萌发叶片，供水不宜太多，一般7至10天浇一次即可。一个月后，穗条开始生根、抽梢，耗水量逐渐增大，应3至5天浇一次。浇水量应依土壤湿度和空气湿度来定，做到土壤干湿适度。

3.施肥。插条需肥量不大，在整地时已施了基肥，故在成苗移栽前无需再土壤施肥，但要进行叶面施肥。即在扦插一个月后，每半个月轮流用0.3％尿素液肥和0.2％的磷酸二氢钾液肥进行一次叶面施肥，以促进生根。

4.除草。要及时拔除插床内的杂草，但不要动苗。

5.炼苗。苗木生根半年后，要适当延长其通风和光照时间，以提高苗木适应外部环境的能力。

现有技术中，对于茉莉扦插枝条的剪断仍是通过人工进行操作，当需要对大批量茉莉进行扦插时，则存在效率低下、增大工人劳动强度，增加人工成本等缺陷，所以，现急需一种能够进行茉莉扦插枝条进行自动剪断的设备。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明中所述的一种茉莉扦插茎自动剪断机器人，其能够对茉莉扦插枝条进行自动剪断，自动化程度高。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种茉莉扦插茎自动剪断机器人，包括机身、行走装置、剪茎装置和摄像头；所述的行走装置位于机身下部，所述的剪茎装置位于机身上端右侧。

所述的机身包括顶板、竖直固连在顶板下端面左右两侧的一对侧支板以及分别固连在两个侧支板下端的一对轮架；

所述的行走装置包括主动轮、从动轮、履带、减速器和行走电机；所述的主动轮安装在轮架前部，所述的从动轮安装在轮架后部，所述的主动轮与从动轮之间连接有履带，所述的减速器安装在轮架前部，所述的行走电机安装在减速器上端，所述的减速器一端与行走电机相连接，减速器另一端与主动轮相连接；工作时，行走电机工作带动减速器工作，进而带动主动轮运动，主动轮运动进而带动履带行走，从而带动本发明整体运动。

所述的剪茎装置包括移动主体，所述的移动主体包括滑动板、输送皮带和输送电机，所述的输送皮带通过滚筒安装在滑动板上，且输送皮带沿滑动板从上往下竖直布置在滑动板内侧，所述的输送电机与输送皮带上部的滚筒相连接；

所述的剪茎装置还包括移动电机、移动螺杆、移动带轮、移动皮带、剪茎滑板、定茎机构和剪切机构；所述的各移动电机安装在机身的顶板上端面，所述的移动螺杆沿机身从左往右水平安装在顶板下端面右侧，所述的移动电机与移动螺杆一端均安装有移动带轮，所述的移动带轮之间通过移动皮带相连接，所述的滑动板竖直安装在移动螺杆上，所述的剪茎滑板安装在输送皮带上；工作时，移动电机工作以通过移动皮带带动移动带轮旋转，进而带动移动螺杆旋转，移动螺杆旋转带动滑动板左右平动，同时，输送电机工作带动输送皮带上下运动，输送电机主轴可进行正反转。

所述的定茎机构包括定茎推杆、定茎气筒、定茎连杆、定茎气仓和一对夹茎气囊；所述的定茎推杆水平安装在剪茎滑板上部，所述的定茎推杆前端嵌入定茎气筒内，所述的定茎连杆一端与定茎气筒相固连，定茎连杆另一端与剪茎滑板相固连，所述的定茎气仓为立方体空腔，所述的定茎气仓与定茎气筒相连通，所述的一对夹茎气囊与定茎气仓相连通，所述的夹茎气囊为橡胶材质；工作时，输送皮带上下运动带动剪茎滑板上下运动，在移动主体的工作下，剪茎装置整体可以上下运动及左右运动，当剪茎装置运动到需要剪切的茉莉植株处时，初始状态下，夹茎气囊处于负压收缩状态，首先，定茎机构工作，通过剪茎装置整体的运动使得需要剪切的枝条位于一对夹茎气囊之间，接着，定茎推杆伸出以压缩定茎气筒与定茎气仓内的空气，从而使得夹茎气囊处于正压鼓起状态，从而夹茎气囊夹紧需要剪切的枝条上端。

所述的剪切机构位于定茎机构下方，剪切机构包括定板、动板、底动气缸、剪切电机、旋转盘、夹板、下刀、上刀和剪切气缸；所述的定板固连在剪茎滑板下部，所述的动板位于定板左侧，所述的底动气缸数量为三，三个底动气缸一端均与定板球铰接，三个底动气缸另一端均与动板球铰接，定板、动板与底动气缸构成闭环并联机构，所述的剪切电机安装在动板右端面，所述的旋转盘位于动板左侧，旋转盘与剪切电机主轴相连接，所述的夹板水平固连在旋转盘中部，所述的下刀与夹板相固连，所述的上刀与下刀相铰接，所述的剪切气缸水平位于夹板下方，且剪切气缸一端与旋转盘相固连，剪切气缸另一端与上刀下部相铰接；工作时，通过定茎机构将需要剪切的茉莉植株上端夹紧，接着剪切机构工作，三个底动气缸伸缩带动动板任意运动，同时，剪切电机工作带动旋转盘转动，从而通过动板与旋转盘的运动，使得需要剪切的茉莉枝条其剪切点位于上刀与下刀之间，接着，剪切气缸收缩，使得上刀转动，进而通过上刀与下刀的剪切作用对茉莉枝条进行剪切；接着再重复上述过程以将整棵茉莉植株上满足扦插条件的茉莉枝条均剪切下来。所述剪茎装置的作用是用于将茉莉整株上满足扦插条件的枝条剪切下来。

所述的顶板下端面前端与剪切机构的旋转盘上均安装有摄像头，从而操作人员能够通过摄像头实时录入的图像信息对本发明进行远距离控制，实现对茉莉枝条的远距离剪切，且不易使茉莉在本发明行走的过程中被碾压。

优选的，所述的定茎推杆为笔式电动推杆，笔式电动推杆有利于减小剪茎装置的体积。

有益效果：

(1)本发明的一种茉莉扦插茎自动剪断机器人，其剪茎装置能够实现对茉莉枝条的自动剪切，且定茎装置的设计使得本发明在对茉莉枝条剪切过程中不易随外力晃动，使得剪切位置更加准确，且本发明的剪切机构采用并联结构的结构设计，使得上刀与下刀能灵活运动，精确的对茉莉枝条进行节点处进行剪切，以及对叶片的剪切，自动化程度高，实用性强。

(2)本发明的一种茉莉扦插茎自动剪断机器人，其剪茎装置与机身上均安装有摄像头，从而工作人员能够通过摄像头实时传输的图像来远距离控制本发明整体的运动，以及剪茎装置的精确剪切，从而在炎热的天气里，操作人员能够在阴凉处对大面积茉莉进行扦插操作，十分人性化。

(3)本发明的一种茉莉扦插茎自动剪断机器人，其定茎机构能够通过笔式电动推杆的伸缩运动来实现对扦插枝条的夹取与脱离，灵活方便，结构简单。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的俯视图；

图3是本发明机身与行走装置的示意图；

图4是图2的A-A方向剖视图；

图5是本发明剪茎装置的整体示意图；

图6是本发明剪茎装置的剪切机构结构示意图；

图中：机身 1、顶板 11、侧支板 12、轮架 13、行走装置 2、主动轮 21、从动轮 22、履带 23、减速器 24、行走电机 25、剪茎装置 3、移动电机 31、移动螺杆 32、移动带轮 33、移动皮带 34、剪茎滑板 35、定茎机构 36、定茎推杆 361、定茎气筒 362、定茎连杆 363、定茎气仓 364、夹茎气囊 365、剪切机构 37、定板 371、动板 372、底动气缸 373、剪切电机374、旋转盘 375、夹板 376、下刀 377、上刀 378、剪切气缸 379、摄像头 4、移动主体 10、滑动板 101、输送皮带 102、输送电机 103。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合实施方式，进一步阐述本发明。

如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，本发明所述的一种茉莉扦插茎自动剪断机器人，包括机身1、行走装置2、剪茎装置3和摄像头4；所述的行走装置2位于机身1下部，所述的剪茎装置3位于机身1上端右侧。

所述的机身1包括顶板11、竖直固连在顶板11下端面左右两侧的一对侧支板12以及分别固连在两个侧支板12下端的一对轮架13；

所述的行走装置2包括主动轮21、从动轮22、履带23、减速器24和行走电机25；所述的主动轮21安装在轮架13前部，所述的从动轮22安装在轮架13后部，所述的主动轮21与从动轮22之间连接有履带23，所述的减速器24安装在轮架13前部，所述的行走电机25安装在减速器24上端，所述的减速器24一端与行走电机25相连接，减速器24另一端与主动轮21相连接；工作时，行走电机25工作带动减速器24工作，进而带动主动轮21运动，主动轮21运动进而带动履带23行走，从而带动本发明整体运动。

所述的剪茎装置3包括移动主体10，所述的移动主体10包括滑动板101、输送皮带102和输送电机103，所述的输送皮带102通过滚筒安装在滑动板101上，且输送皮带102沿滑动板101从上往下竖直布置在滑动板101内侧，所述的输送电机103与输送皮带102上部的滚筒相连接；

所述的剪茎装置3还包括移动电机31、移动螺杆32、移动带轮33、移动皮带34、剪茎滑板35、定茎机构36和剪切机构37；所述的各移动电机31安装在机身1的顶板11上端面，所述的移动螺杆32沿机身1从左往右水平安装在顶板11下端面右侧，所述的移动电机31与移动螺杆32一端均安装有移动带轮33，所述的移动带轮33之间通过移动皮带34相连接，所述的滑动板101竖直安装在移动螺杆32上，所述的剪茎滑板35安装在输送皮带102上；工作时，移动电机31工作以通过移动皮带34带动移动带轮33旋转，进而带动移动螺杆32旋转，移动螺杆32旋转带动滑动板101左右平动，同时，输送电机103工作带动输送皮带102上下运动，输送电机103主轴可进行正反转。

所述的定茎机构36包括定茎推杆361、定茎气筒362、定茎连杆363、定茎气仓364和一对夹茎气囊365；所述的定茎推杆361水平安装在剪茎滑板35上部，所述的定茎推杆361前端嵌入定茎气筒362内，所述的定茎连杆363一端与定茎气筒362相固连，定茎连杆363另一端与剪茎滑板35相固连，所述的定茎气仓364为立方体空腔，所述的定茎气仓364与定茎气筒362相连通，所述的一对夹茎气囊365与定茎气仓364相连通，所述的夹茎气囊365为橡胶材质；工作时，输送皮带102上下运动带动剪茎滑板35上下运动，在移动主体10的工作下，剪茎装置3整体可以上下运动及左右运动，当剪茎装置3运动到需要剪切的茉莉植株处时，初始状态下，夹茎气囊365处于负压收缩状态，首先，定茎机构36工作，通过剪茎装置3整体的运动使得需要剪切的枝条位于一对夹茎气囊365之间，接着，定茎推杆361伸出以压缩定茎气筒362与定茎气仓364内的空气，从而使得夹茎气囊365处于正压鼓起状态，从而夹茎气囊365夹紧需要剪切的枝条上端。

所述的剪切机构37位于定茎机构36下方，剪切机构37包括定板371、动板372、底动气缸373、剪切电机374、旋转盘375、夹板376、下刀377、上刀378和剪切气缸379；所述的定板371固连在剪茎滑板35下部，所述的动板372位于定板371左侧，所述的底动气缸373数量为三，三个底动气缸373一端均与定板371球铰接，三个底动气缸373另一端均与动板372球铰接，定板371、动板372与底动气缸373构成闭环并联机构，所述的剪切电机374安装在动板372右端面，所述的旋转盘375位于动板372左侧，旋转盘375与剪切电机374主轴相连接，所述的夹板376水平固连在旋转盘375中部，所述的下刀377与夹板376相固连，所述的上刀378与下刀377相铰接，所述的剪切气缸379水平位于夹板376下方，且剪切气缸379一端与旋转盘375相固连，剪切气缸379另一端与上刀378下部相铰接；工作时，通过定茎机构36将需要剪切的茉莉植株上端夹紧，接着剪切机构37工作，三个底动气缸373伸缩带动动板372任意运动，同时，剪切电机374工作带动旋转盘375转动，从而通过动板372与旋转盘375的运动，使得需要剪切的茉莉枝条其剪切点位于上刀378与下刀377之间，接着，剪切气缸379收缩，使得上刀378转动，进而通过上刀378与下刀377的剪切作用对茉莉枝条进行剪切；接着再重复上述过程以将整棵茉莉植株上满足扦插条件的茉莉枝条均剪切下来。所述剪茎装置3的作用是用于将茉莉整株上满足扦插条件的枝条剪切下来。

所述的顶板11下端面前端与剪切机构37的旋转盘375上均安装有摄像头4，从而操作人员能够通过摄像头4实时录入的图像信息对本发明进行远距离控制，实现对茉莉枝条的远距离剪切，且不易使茉莉在本发明行走的过程中被碾压。

优选的，所述的定茎推杆361为笔式电动推杆，笔式电动推杆有利于减小剪茎装置3的体积。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种茉莉扦插茎自动剪断机器人，其特征在于：包括机身(1)、行走装置(2)、剪茎装置(3)和摄像头(4)；所述的行走装置(2)位于机身(1)下部，所述的剪茎装置(3)位于机身(1)上端右侧，其中：

所述的机身(1)包括顶板(11)、竖直固连在顶板(11)下端面左右两侧的一对侧支板(12)以及分别固连在两个侧支板(12)下端的一对轮架(13)；

所述的行走装置(2)包括主动轮(21)、从动轮(22)、履带(23)、减速器(24)和行走电机(25)；所述的主动轮(21)安装在轮架(13)前部，所述的从动轮(22)安装在轮架(13)后部，所述的主动轮(21)与从动轮(22)之间连接有履带(23)，所述的减速器(24)安装在轮架(13)前部，所述的行走电机(25)安装在减速器(24)上端，所述的减速器(24)一端与行走电机(25)相连接，减速器(24)另一端与主动轮(21)相连接；

所述的剪茎装置(3)包括移动主体(10)，所述的移动主体(10)包括滑动板(101)、输送皮带(102)和输送电机(103)，所述的输送皮带(102)通过滚筒安装在滑动板(101)上，且输送皮带(102)沿滑动板(101)从上往下竖直布置在滑动板(101)内侧，所述的输送电机(103)与输送皮带(102)上部的滚筒相连接；

所述的剪茎装置(3)还包括移动电机(31)、移动螺杆(32)、移动带轮(33)、移动皮带(34)、剪茎滑板(35)、定茎机构(36)和剪切机构(37)；所述的移动电机(31)安装在机身(1)的顶板(11)上端面，所述的移动螺杆(32)沿机身(1)从左往右水平安装在顶板(11)下端面右侧，所述的移动电机(31)与移动螺杆(32)一端均安装有移动带轮(33)，所述的移动带轮(33)之间通过移动皮带(34)相连接，所述的滑动板(101)竖直安装在移动螺杆(32)上，所述的剪茎滑板(35)安装在输送皮带(102)上；

所述的定茎机构(36)包括定茎推杆(361)、定茎气筒(362)、定茎连杆(363)、定茎气仓(364)和一对夹茎气囊(365)；所述的定茎推杆(361)水平安装在剪茎滑板(35)上部，所述的定茎推杆(361)前端嵌入定茎气筒(362)内，所述的定茎连杆(363)一端与定茎气筒(362)相固连，定茎连杆(363)另一端与剪茎滑板(35)相固连，所述的定茎气仓(364)为立方体空腔，所述的定茎气仓(364)与定茎气筒(362)相连通，所述的一对夹茎气囊(365)与定茎气仓(364)相连通，所述的夹茎气囊(365)为橡胶材质。

2.根据权利要求1所述的一种茉莉扦插茎自动剪断机器人，其特征在于：所述的剪切机构(37)位于定茎机构(36)下方，剪切机构(37)包括定板(371)、动板(372)、底动气缸(373)、剪切电机(374)、旋转盘(375)、夹板(376)、下刀(377)、上刀(378)和剪切气缸(379)；所述的定板(371)固连在剪茎滑板(35)下部，所述的动板(372)位于定板(371)左侧，所述的底动气缸(373)数量为三，三个底动气缸(373)一端均与定板(371)球铰接，三个底动气缸(373)另一端均与动板(372)球铰接，定板(371)、动板(372)与底动气缸(373)构成闭环并联机构，所述的剪切电机(374)安装在动板(372)右端面，所述的旋转盘(375)位于动板(372)左侧，旋转盘(375)与剪切电机(374)主轴相连接，所述的夹板(376)水平固连在旋转盘(375)中部，所述的下刀(377)与夹板(376)相固连，所述的上刀(378)与下刀(377)相铰接，所述的剪切气缸(379)水平位于夹板(376)下方，且剪切气缸(379)一端与旋转盘(375)相固连，剪切气缸(379)另一端与上刀(378)下部相铰接。

3.根据权利要求1所述的一种茉莉扦插茎自动剪断机器人，起特征在于：所述的顶板(11)下端面前端与剪切机构(37)的旋转盘(375)上均安装有摄像头(4)。

4.根据权利要求1所述的一种茉莉扦插茎自动剪断机器人，其特征在于：所述的定茎推杆(361)为笔式电动推杆。